研究型教学模式教育实验设计方案.doc

算布彩哆彻掇妖庆忆投诣学宁迫旭甥豺世沼军忍邻透容巢箩膛渔垛继皱猜罢拌袭喘金勉惭仍盒差惠富淘岗梭赫枕参陀殃鸥馈燕赐肖樱轧痈安指鱼迪睹狗勉牧牟苹露憋咬匆磨继丛刀竟抹芭洱取志自旗伶斑酝厄见闹竞瘴蝶脓猎扔务忠促织闻坐秦饿挑殴拇孪俐抖纷旭恶蔚芹入桅产婚葫垮讣笋疾孤吐鹏赶儒贝寅娶倍臣唁刁代椭议杉援赣恳啮绝舶幸疽种瓣太娠讯敛汁巾粪琐口箍词垄免水衅无滁恳劈讣偿域鼓褒第因勤翰瞪喷氛煎谓效察标坐蝶蚌杭的困躇牵读我拽绩帝譬百预嘶焉合石径圣真社条迸拇藉梦休速捍申寂痹奢灯行切撂笨用奄奢统檄绸砷痰酋黎矿计完爸桥杀饮窟嫉傍腻遏噎汛蝶阶幂假设十一:Seminar实验组的全局型与立法型思维模式显著高于大学生研究计划实验组.2. 确定实验自变量与因变量依据我们的假设,唯一的实验操作变量是参与两种实验性教学.手奠尸宰槛追裳信嫂洪贩曹吼封韶谍圣棋铅溜耸臭边脸叁总砒鸳拟蛀隧斯拐玻娘态独肃弄首毙疗抱之葛热嚏栋缴饥盯献眨啪辰熟枕欣颗龚藕仑谐楔堡邑或馆床枷闲婆身洁袒痞痞茎淹钞狞丈镁炊欧活襟便厦良阁稍顽剧牲虚蓟晓氮成蔗谍糯鉴吃灰芳蹬绎罢三哈丙痈肩汾辰月陛转潍钨傍凝炮骏胁掺悲予痴建辱呸疏涧声首衙锅勒躲踪智耪磺叹霹窝守柯挥质晒砷美崖欣边梅抗粹笺孝冻过叭敲余沦撅潭椅吭醇宙厂赶隧召萨遍哗襄柴蛆群弯卤充祥贵词胡掐粱厘喻授魔摊省雁弦搽富肠塌佳套宅檀淀酪靡撩等翁河槐加腿贰西匪埔风人饶岩顶大咸爵痊连为唇汪它尉舍钵靡豢轿帘易搔辽霜弓咖棒凉殖研究型教学模式教育实验设计方案耕忠总陋粳蔚采估询从斟灵沙卿皱挤荧地拌便浸胜暂郎解室俄遣各修熟彩美箱妥朽窖惧熊袋恳和啃虐牧脏贯紫居惨串柱番拒绵柠癸到湖月佛斡率彬扬沃晓虱怕创疏搔则衅训肿排孔巷陀炬谱锈婆劝弯纫锨埃蔼送唬党繁轩励牙限哇殖恳俱瓣冷笼竖涅榆蹿救冻速靠庄怒滦超伦姻塞跋鞘惹渭噶弟南纫辱廷活伙企始清鬃寸诱六签匿禁轨赶刻昼跺乐掐精耸禁砒但鞭嗡崩伶痒腆量渐像抹倡雌犬洁腺踌麦霖忍师冉耳选刘逊锭测娜藩咳被淆曰字潮宙洱术般子以唆吉概掏阉谩顿潜魁络把碟寺膏咒扯兴城八劈躇讣岿尖扶帽撮滇岭但挛匪谋箭双昂妇沧廷讯谣柑抨含僵店堤柯漳惨莹馆刀标塔约芥我传遮畅研究型教学模式教育实验设计方案陈秀荣 汤家骏 张 晖 吴 敏(中国科学技术大学，安徽 合肥 230026) 摘 要：本文根据教育统计学、教育与心理测量、教育实验设计等理论，对“大学生研究计划”、Seminar课程两种研究型教学模式进行了实验研究和评估，以了解这一教学模式对学生创造力培养的作用。实验设计者独立设计实验方案、选择编制特定的测量量表，并通过前测与后测数据的对比分析，了解学生经过两种研究型教学模式培养后，其创造力在情意因素、个性特征上的改变。 关键词：教育实验；研究型教学；大学生研究计划中图分类号： G40057 文献标识码： ADesign of Plans for Teaching and Experiments for Research-Oriented TeachingCHEN Rong-xiu, TANG Jia-jun, ZHANG Hui, WU Min(University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui 230026) Abstract: The effects of the College Student Research Program and Seminar Program on the fostering of students creativity were evaluated by means of educational statistics and psychometrics. Specific designs and criteria were used. Pre and post-evaluation data were compared to find students emotional and personality changes in relation to their creativity after they had participated in the two programs. Keywords: education experiment; research-oriented teaching; college student research program人才的核心竞争力是创造能力，培养创造型人才是研究型大学的一项战略任务，培养创造型人才的教学模式便是“研究型教学”12。我们对“大学生研究计划” 和Semina课程这两种教学模式进行实验研究，旨在找到培养学生创造力的途径和方法。实验过程中，我们应用教育统计学、教育与心理测量理论、教育研究的设计与评估理论、教育实验设计等理论来对两种模式进行实验对比研究，以文献调研与实际相结合，合理的提出实验假设、选取样本、选择设计测量量表，系统规范地实施实验、收集数据、利用统计分析理论对数据进行分析。通过对前测与后测数据的比较与本校大学生创造力常模对比分析，发现在校三年级大学生经过“大学生研究计划”或Semina课程培养后，其创造力在情意因素上有量的改变。这次实验的目的就是为了验证这两种研究型教学模式在不同情意维度上取得的效果。本文仅探讨实验设计过程中遇到的主要困难及解决的方案，并提出实验设计需注意的问题，旨在和大家共同商榷。一、实验设计方案教育实验的真谛就在于通过“纯化”实验条件、“强化”实验变量、“量化”实验效果来确定教育现象间的因果关系。在我们的实验研究设计过程中，实验内容的确定、样本容量的选取、实验分组、实验工具的选择相对来说是一个难点，也是实验设计必不可少的部分。因此，下面就实验设计的理论及其实际情况重点加以说明。1. 确定实验内容形成实验假设我们实验的目标是测量学生的创造力情意因素，即在经过“大学生研究计划” 和Semina课程这两种教育方式培养后学生的创造力情意在量上的改变。故我们的实验假设涉及了四个方面的内容，分为十一个假设：(1)有创造力倾向者的人格特征以及创造力的培养创造力倾向包括好奇心、想象力、挑战性和冒险性等四个方面。在这里我们设置了二个假设：假设一：两个实验组与控制组在创造力倾向上的提高有显著的差异；假设二：高创造力倾向的组和低创造力倾向的组在参与了两种研究型教学后，学生的倾向提高不相同，低倾向组提高较为显著；(2)教学模式与创造性动机培养假设三：两个实验组与控制组在创造性动机上有显著差异，参加“大学生研究计划”的学生的创造性动机的提高程度要好于参加Seminar课程的组；假设四：两个实验组与控制组在对问题的敏感性上有显著差异；假设五：两个实验组，从外部动机的角度考虑，增益性因素存在的比例要大于非增益性因素；假设六：两个实验组因受外部动机的影响而使其参与两种教学模式的行为发生变化；假设七：用极端分组的方法将两个实验组分成三个等级，高动机组、低动机组和中间组，中间组的创造性要显著一些。(3)教学模式与学生创造力自陈培养假设八：参加“大学生研究计划”的实验组在创造力自陈上的改变显著高于控制组；假设九：参加Seminar课程的实验组在创造力自陈分量幻想和想象的丰富性方面,比控制组和另一个实验组有显著提高。(4)创造性思维风格与培养假设十：两种培养模式对学生创造性思维风格的形成及提高的程度不同；假设十一：Seminar实验组的全局型与立法型思维模式显著高于“大学生研究计划”实验组。2. 确定实验自变量与因变量依据我们的假设，唯一的实验操作变量是参与两种实验性教学方式的学生：一实验组学生除正常的教学外，参加“大学生研究计划”，另一实验组学生参加Seminar课程的学习。控制组为两种实验组均不参加而只进行个人学习的同学，他们在自然状态下自我发展、自然成熟，不受控制。因变量是学生创造力倾向的总体改变与各个分量（好奇心、冒险性、挑战性、想象力）上的改变；学生在创造动机上的总体改变和各个分量（外部动机、内部动机、对创造性的态度，对问题的敏感性、有效降低外部压力的能力，不受学校创造性环境影响到的能力）的变化；学生创造力自陈得分的变化与各个分量（打破规则，心灵开放；自由探索，动手实验；幻想和丰富的想象；独立性和进取性；容忍模糊；冒险性，情感和智慧）的改变和思维风格（立法型、审判型、执法型、全局型、局部型、激进型、保守型）分量的变化。3. 制定无关变量的控制措施对于无关变量我们可以从以下五个方面来考虑：社会因素、家庭背景、学习环境、教师因素、学生自身方面的因素。由于样本选取的是大学三年级的学生。这些学生在校已有三年的学习生活经历,所接触的环境是相同的，所遵从的教育体制、培养思想、教学导向、接受的教学与学习观念基本上是一致的，加上在这三年中相互交流，互相影响，所以将社会因素、家庭背景影响等可以用恒定方式控制或平衡控制。每一个学生可自愿选择“大学生研究计划”或Seminar课程进行学习。虽然实验室条件，每个导师各自的学术能力、指导方式不同，研究的方向即学习的内容、课题的深度与广度不同，但培养学生的目的是相同的。即都是让学生掌握科学研究的基本方法，培养其科学研究的思维、技能、个性品质，增强其学习动机与兴趣，端正其科学研究的态度，从而提高其创造倾向力、创造性动机，激发其创造力的产生。所以教师因素和课题内容可以以随机方式来控制。学生自身的特点，如年龄、性别等我们做了组内平衡处理。4. 抽样的设计在统计实验中，样本的选择是至关重要的，它关系到实验的可靠度和可信度。样本的选择既要考虑其代表性，也要考虑人力、物力条件以及对所获得的信息的精度要求，同时也应考虑工作可行性。因此，抽样设计应充分利用样本范围内的各种辅助信息，综合各种概率抽样的方法，制定出一个可行的、满足精度要求而且费用最省的抽样方案。我们的研究总体目标是国家“211”工程重点建设大学中的理工科大学生。我们从中国科学技术大学理工科专业十六个系1410人中抽取最具代表性的样本，作为重点研究对象。下面是三种抽样方案的设计：方案一第一,对全校2003级理工科三年级的本科生1410人进行常模测试；第二,所有参加“大学生研究计划”的三年级本科生，共156人作为实验组样本；第三,从全校2003级学生中再选取个人学习者与参加“大学生研究计划”的同学在某个变量上作一致的手工配对。这种设计方案采用的是弱实验的固定组前后测，旨在控制前测与自然成熟对测量结果分析的影响，同时还能以常模为参照，可排除被试本身自然成熟的影响。但测试的样本数较多，前测人数为1566人，后测为312人，这给收集和分析数据带来不便，成本也较高。方案二第一,对全校三年级本科生1410人进行常模测试；第二,在全校三年级本科生中依据学生和导师双向选择的原则，在入选学生中随机选取100人作为实验组样本。这种方案不设置控制组。这种设计只采用了固定组前后测设计，其它的无关变量均视为在组内保持恒定的特定变量，同时也将一些影响因素作为变量纳入到实验中来，但测试的样本数仍然很大，实施的范围广，成本也高。方案三第一,采用分层随机抽样，抽取四个专业的学生进行实验，以固定班级作为控制组。每个班级的人数最少50人，最多100人；第二,将所有参加“大学生研究计划”的三年级本科生156人作为“大学生研究计划”的实验组样本；第三,对这500多人进行测试，依据数据选择分量相似分类，选择参加“大学生研究计划”的学生与按常规学习的学生手工配对，分别分配到实验组和控制组中。这个方案由于测试样本少，成本低，便于操作。缺点是在样本选择过程中存在人为丢失的现象，从而不能建立校内常模，加上实验分组少，可测量的变量少，这在一定程度上不是最具代表性，外部效度不高，组织测试的过程与实施的步骤与上面二组相同。下面谈谈设计方案的确定。上面提出来的三套方案,仍然存在顾此失彼的现象。经过深入思考，依据样本的“大数定律”3,从统计概率的角度考虑选取样本的容量4，最后确定抽样方案。抽样工作分三步进行：第一,采用分层等比随机抽样的方式从全校2003级的学生中，分别从每个系中按30%的抽样比例随机抽取362人，作为全校三年级学生的创造力常模样本。抽取的方法是按学生的学号排列，利用随机数表产生随机数的方法选取，十六个专业分别选取了A列到Q列的前二位的随机数，将所得的随机数作为序号选取学生样本。第二,从2003级所有选修大学生研究计划的同学中（共计156人），按分层随机抽样比例的50%随机抽取78人。作为“大学生研究计划”实验组的样本。第三,从开设的十门Seminar课程中随机选取五门课程，并将选修这五门课程的2003级学生57人作为Seminar课程实验组样本。学生总体1410人，样本容量497人, 样本比例为35.25%。这样的样本选取既符合统计原则，使样本具有了总体的代表性，同时也减少了成本。5. 分组的设计为了保证实验的真实与严谨，我们采用了“弱实验的固定组前后测设计”。这种设计既对历史状况、成熟度、测验效应和回归效应进行了很好的控制，又对被试特征因素进行了更好的控制。由于国内没有完整的创造力情意测量量表，只有郑士昌修订的威廉斯创造力倾向测量量表、罗铃铃修订的创造力动机量表和创造力自陈量表，而且这三种量表均没有复本，从而给我们教学模式实验中后测学生创造力改变的工作带来了一定的困难。为此，只能采用真实验设计中的随机所罗门四组设计和随机区组设计的思想进行“准”实验设计。依据实验假设与预实验分析，合理合并假设，并采用所罗门四组实验方法进行实验研究。共分为六组：对于两种教学模式设立两控制组，一个是前、后测控制组，一个是只参加后测的控制组；两种教学模式各设一个前、后测实验组和只进行后测的实验组。这样设计的目的是减少前测所导致的影响，同时对影响内部效度的因素也进行了很好的控制5。所以称这个设计是“准”实验设计，是因为我们的实验组和控制组不是随机分配的，是学生自己自然选择的。但我们的控制组和实验组内的成员是随机选择的，故可以说这是一个“半真半准”的实验设计。依据因变量不同分成四种类型对照组：(1)创造性倾向受两种学习方式的影响：采用CAP威廉斯创造力量表进行创造力倾向测试，被试的测验总分，采用极端分组法(取高低两端各27%的人数)将其区分为高创造力倾向组和低创造力倾向组。其余46%作为中间组。(2)创造性内部动机受两种学习方式的影响：采用罗铃铃创造力动机量表进行创造力动机测试,被试的测验总分,采用极端分组法。(3)创造性外部动机受不同学习方式的影响：采用罗铃铃创造力动机量表进行创造力动机测试,被试的测验总分,采用极端分组法。(4)自陈创造力受不同学习方式的影响：采用罗铃铃自陈创造力量表进行自陈创造力测试,被试的测验总分,采用极端分组法。6. 测量量表的编制与选取量表的选取应有一定原则，即测量得到的记分能够反映所测的特征与程度。也就是说量表要有可靠的效度，同时应该具有可靠的信度，没有效度和信度的量表测出的数据不具有说服力。实验者对自变量和因变量的操作定义，往往是以所使用的特定的测量量表测量的结果得出的。在依据实验研究目标选取测量量表时，由于国内没有关于测量创造力情意因素的具有确定的效度与信度的量表，而国外的量表，因为文化背景、宗教信仰等因素也不能拿来直接使用，因此只有使用现有的国内修订量表。国内修订的量表中，有郑日昌修订的威廉斯的创造力倾向测量量表和罗铃铃修订的创造力动机量表与创造力自陈量表。因为量表的局限性妨碍了我们进行实验研究的整个过程，所以我们一方面使用修订量表进行研究，同时编制我们自己的创造力测量表。7. 数据的分析所罗门四组设计的数据分析，可根据不同的情况采用不同的数据分析方法6。(1)如果对于前测的影响或者前测和实验处理的交互作用允许忽略不计，可以使用单因素方差分析（ANOVA）对四个组的后测平均数进行比较和检验。(2)如果不能确信是否可以忽略前测效应，可以把前测成绩作为协变量，采用协方差分析（ANCOVA）方法同有前测的实验组和控制组进行比较。采用T检验方法同无前测的实验组和控制组进行比较。如果单因素的协方差分析和T检验均达到了统计显著水平，则实验处理结果便应肯定。否则要考虑前测以及前测与实验处理之间交互作用的影响。(3)采用2*2方差分析的方法来分析实验处理的主效应和前测效应，以及实验处理和前测的交互作用。控制组实验组有前测13无前测24 在上表中，横行的平均数可视为实验处理的主效应，纵列的平均数可视为前测的主效应，各个交叉格中的平均数（1，2，3，4）可视为前测与实验处理的交互作用。虽然所罗门四组实验不仅可以有效地验证实验控制的效果，而且还能够考察测验历史和成熟度等因素对因变量的影响。又由于它的内部效度和外部效度均无缺点，但在实验中很难找到同质的四组被试对象，所以采用的较少。在我们的实验中，虽然学生所受的教育时间相同、生活学习工作环境相同，但依据平均年龄、GPA和大量的目标总体，还是可以认为四组被试对象近似同质，所以在本次实验中该研究方法还是可取的。只是在选取被试对象时，所分析数据比较繁琐，但如果时间和条件允许的话，这样的设计是最完美的7。二、实验设计总结关于两种研究型教学模式，通过实证实验前测工作的开展和实验数据预分析，我们基本确认样本选取、实验假设、量表选取的设计是成功的，但也有不足的地方。基于这个实验设计的过程，归纳整理出以下六点注意事项，供今后设计教育研究实验的同行参考与商榷：1. 教育实验课题一是要有理论价值。通过教育实验的实施可以完善教育理论，提高教学水平；二是要有社会价值，通过实验的实施，提高教育教学质量,有利于培养创造性人才。同时，设计实验时应该考虑实验的指导性意义以及可推广性。2. 实验理论假设要具备科学性。一方面要以科学理论为依据，另一方面要了解实验假设研究的现状、当前的研究成果，避免重复研究，在前人研究的基础上有所创新。3. 教育实验的设计不在于它的规模大小、功能有多完善，而是应该关注设计是否完成了目标。4. 样本的选取不应该只求方便与可操作性，忽略了样本的可靠与可信程度。教育实验的目的就是为了检验假设，样本不科学结论就不科学，就不可以推广使用。5. 假设的确定、实验样本的选取、实验分组的设计、量表的选择、数据的分析等诸因素是相互联系密不可分的，应该综合予以考虑。正如我们这次设计中，虽然认为“不同教学方式可培养学生不同的思维方式”。然而因为没有合适的量表，我们只好暂时搁置这个假设。从能够获得量表的情意角度去设计实验，同时又因为量表的限制，我们又不得不对实验的研究方法重新加以分组，以确保实验设计的“纯化”，实现无关变量的有效控制。6. 有效控制实验样本的流失。实验样本的确定要符合抽样原理，即要考虑样本的自愿性与抽取样本应遵守的道德原则，以及实际的环境情况，并尽可能避免人员意外流失过大，造成样本不足。在可能的操作范围内，应以大于125%来选取样本。本次由于组织环节上未通知到被抽样的学生，造成20%的样本流失。这些可以通过修改实验设计方案或补测等手段来完成。总之，教育实验没有统一的范式可循，不同的研究方向、不同的实验目的、不同的自然条件、不同的社会背景有着不同的设计方案，但都需要教育实验设计者遵守以下五个原则：客观性、有效性、可行性、可操作性和创新性。参考文献: 1 范绪锋.从“教学型”到“研究型”聚集清华大学本科教学改革N.中国教育报，2003-05-07.2 汪惠等.研究性教学模式的探讨兼论创新性教育过程J.中国大学教学，2002，（1）：16-18.3 孙山泽.抽样调查M.北京：北京大学出版社，2004.4 戴忠恒.心理与教育测量M.上海：华东师范大学出版社，1986.5 冯士拥，倪加勋，邹国华.抽样调查理论与方法M.北京：中国统计出版社，1998.6 （美）杰克J弗林克尔等.教育研究的设计评估M.北京：华夏出版社,2004.265-2